C++ ofstream文件被删除后仍状态正常的原因咨询

我测试了如下场景：打开文件以写入模式操作，删除该文件后继续向已打开的流写入内容。代码如下：

std::ofstream stream("a.txt");
std::string a("before");
stream.write(a.c_str(), a.size());
stream.flush();
std::filesystem::remove("a.txt");
std::cout << stream.good() << std::endl;
std::string b("after");
stream.write(b.c_str(), b.size());
stream.flush();
std::cout << stream.good() << std::endl;

程序执行后文件确实不存在，但流未设置任何失败标志，始终显示状态正常。请问这是为什么？

备注：操作系统为Ubuntu 20.04，编译器为g++ 9

原因分析 #

这是Linux文件系统的特性导致的，核心和文件描述符、inode的机制有关：

• Linux里，文件名只是文件实际数据的一个"别名"，内核通过inode来管理文件的实际内容。当你打开文件时，系统会为进程分配一个文件描述符，这个描述符直接关联到文件的inode，而非文件名。
• 调用std::filesystem::remove("a.txt")时，只是删除了文件名和inode之间的关联（也就是目录中的条目），但只要有进程还持有该文件的打开描述符，内核就不会销毁文件的实际数据。
• 对于std::ofstream来说，它的状态判断依赖底层文件描述符的有效性。只要描述符没被关闭且内核没返回错误，good()就会返回true。你后续的写入、flush操作，其实是把数据写到了内核的文件缓存里，这些数据暂时存放在内核中，直到流关闭时才会被处理——但此时因为inode已经没有对应的文件名，最终数据会被丢弃，不过整个过程中内核不会向文件描述符返回错误，所以流的状态一直保持正常。

简单来说：你删的是文件名，不是文件本身，只要流还开着，文件的"真身"还在内存里，流自然不会报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Кирилл Волков